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机械效率实验.docx
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机械效率实验
二、实验,探究题
1、刘鑫雨使用几个相同的滑轮分别进行机械效率的测定,如图17所示.他们将测得钩码重G、拉力F、钩码上升的高度h、测力计移动的距离s,并将计算出的有用功W有用、总功W总和机械效率η数据一并记入下表:
次序
G/N
F/N
h/m
s/m
W有用/J
W总/J
η
1
2
2.1
0.1
0.1
0.2
0.21
95.2%
2
2
1.2
0.1
0.2
0.2
0.24
83.3%
3
2
0.9
0.1
0.3
0.2
0.27
★
(1)表格中数据★= ;
(2)比较实验12,第2次的机械效率较低,主要原因是 ;
(3)比较实验23
,影响这两次实验机械效率不同的主要因素是 ,使用滑轮组的优点是 .
(4)在实验3的装置下再加挂一只相同的钩码,装置的机械效率将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)
2、刘天鸿在“测滑轮组机械效率”的实验中,用如图甲所示的滑轮组进行了三次实验,实验数据如下表:
(6分)
实验
次数
物重
G/N
物体上升的高度h/cm
测力计的示数F/N
测力计移动的距离s/cm
1
6
3
2.5
9
2
6
5
2.5
17
3
6
8
2.5
24
(1)分析表中数据,回答以下问题:
①表中有一个数据的记录是错误的,错误的数据是 ;
②第3次实验中,有用功是 J,滑轮组的机械效率是 ;
③滑轮组的机械效率与 无关。
(2)于童在刘天鸿实验的基础上多使用一个滑轮也做了实验,如图乙所示。
①于童多使用一个滑轮,目的是为了改变 ;
②当这两位同学使用各自的滑轮组提升相同的重物时,若忽略绳重及摩擦,它们的机械效率 (选填“相同”或“不相同”),理由是:
。
(3)若提升的钩码重增加到8N,则该滑轮组的机械效率将 (填“变大”、“变小”或“不变”)。
结论:
若仅增加钩码的个数,该滑轮组的机械效率将 (选填“增大”、“减小”或“不变”)
(4)陆一萱在实验过程中,应当 向下拉动弹簧测力计,才能通过弹簧测力计准确读出拉力
的大小。
(5)根据以上信息,可以判断出该小组设计这三次实验的目的是为了探究滑轮组的机械效率与 是否有关。
3、邢天舒利用如图所示的实验装置完成了“测滑轮组机械效率”的实验以后,进行了小组交流,下表是各小组的实验数据记录:
实验小组
钩码重G(N)
动滑轮G’(N)
拉力F(N)
滑轮组的机械效率η
1
0.5
0.4
0.35
47.6%
2
0.5
0.4
0.38
43.9%
3
1
0.6
0.62
53.8%
4
1
0.8
0.71
46.9%
5
2
0.6
0.98
68.0%
6
2
0.6
1.06
62.9%
请你对表格中各小组的实验数据进行分析比较,回答下列问题:
(1)实验中影响滑轮组效率的主要因素是什么?
_______________________________________________________
(2)1\2两个小组的动滑轮重相同,提起的钩码重也相同,测出的滑轮机械效率却不同,原因不可能是()
A滑轮和论与轴间的摩擦力大小不同
B测拉力时没有使测力计匀速上升
C测拉力时拉力的方向没有竖直向上
D钩码被提升的高度不同
(3)请你就如何提高滑轮组的机械效率提出自己的建议(要求写两点):
①____________________________________________________
②____________________________________________________
(4)如图所示,在“测滑轮组机械效率”实验中,物体重为5.4N.
实验时要_____向上_______拉动弹簧测力计.若物体上升高度为10cm,此时弹簧测力计的示数如图中所示,是______N,则滑轮组的机械效率是________.
(5)若仅增加物体上升的高度,该滑轮组的机械效率将_______(选填“增大”、“减小”或“不变”),故本实验中,不一定要用的测量器材是_________.
4吕志元小组测一滑轮组机械效率的数据如下表:
实验次数
动滑轮
重G动/N
钩码重
G物/N
钩码上升
高度h物/m
直接将钩码
举高做的功
W有用/J
动力F动/N
动力作用点移动距离
S动/m
使用滑轮组动力做的功
W总/J
滑轮组的机械效率
η
1
0.53
1
0.1
0.1
0.7
0.3
0.21
47.6%
2
2
0.1
0.2
1.1
0.3
0.33
60.6%
3
4
0.1
0.4
2
0.3
0.6
66.6%
(1)请你在右图中画出本实验的绕绳方法。
(2)用同一滑轮组提升不同重物至同一高度:
克服动滑轮的重所做的额外功 (填“相同”或“不同”);提升的物重增加时,克服摩擦和绳重所做的额外功变 ,滑轮组的机械效率变 。
(3)多次改变提升的物重测量滑轮组的机械效率,目的是为了 。
A.减小摩擦 B.多次测量取平均值减小误差 C.获得多组数据归纳出物理规律
5、刘珂君小组在“测滑轮组机械效率”的实验中得到的数据如下表所示,第1、2、3次实验装置分别如图中的甲、乙、丙所示。
(1)比较第1次实验和第2次实验,可得结论:
使用同样的滑轮组,提起的钩码越重,滑轮组的机械效率越 。
(2)第3次实验中所
做的有用功是
J,机械效率是______.
(3)第3次实验中动滑轮个数比第2次实验多,动滑轮自重增大,对动滑轮所做的额外功 (选填“增大”或“减小”),因而,由第2、3次实验可知:
滑轮组的机械效率与动滑轮自重大小有关。
(4)综合上述结论,提高机械效率的方法有增大有用功, _________额外功(选填“增大”或“减小”)。
.
6、如图32是测定滑轮组机械效率时所用的滑轮,若使绳端的拉力沿向上的方向
(1)请在图32中画出该滑轮组的绳子绕法。
(2)完善下列实验步骤:
A.按组装图把实验器材装配好 B.用弹簧秤测量出重物的重力
C.在动滑轮下面挂上重物,并分别记下重物和弹簧秤的位置
D. 拉弹簧秤,使重物上升一段距离,读出
E.用刻度
尺分别量出 和 移动的距离
F.由测得的数据,求出滑轮组的机械效率
(3)在这个实验中,若物重4N,重物上升了0.1m,弹簧秤示数为2N,请计算该滑轮组的机械效率η= 。
(4)你能分析一下效率不是100%的原因吗?
请你试着写出两条:
、 。
7、张铭乐组探究了影响滑轮组机械效率的因素后,联想斜面也是一种机械,那么斜面的机械效率与斜面的哪些因素有关呢?
张铭乐猜想斜面的机械效率可能跟斜面的粗糙程度有关,梁宇佳猜想可能跟斜面的倾斜程度有关。
于是他们将一块长木板的一端垫高,构成长度一定、高度可调的斜面,用弹簧测力计拉着同一木块沿不同的斜面匀速向上运动,如下图所示。
下表是他们实验记录的有关数据。
(1)在实验过程中,应沿斜面向上拉动木块,使其做 _▲__ 运动
(2)该实验中采用了________的研究方法。
(3)在第123次实验中,选用玻璃、木板、毛巾作为斜面表面的材料,是为了__________
(4)在第2次实验中,拉力做的总功是____________J,斜面的机械效率是____________。
(5)分析第123次实验数据,可以得出:
____________________。
(6)若通过分析第145次实验数据,得出斜面倾斜程度越大,斜面的机械效率越大。
你认为存在的问题是:
______________________________________________。
(7)实验中还发现,斜面材料相同时,斜面倾角越小,越____________(选填“省力”或“费力”)。
机械效率越 (选填“高”或“低”)
(8)当用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块时,物块所受的拉力 物块所受的摩擦力(选填“大于”、“小于”或“等于”)
(9)把第4次实验数据与表中数据综合分析可得出:
斜面的机械效率与
和 有关。
8、如图是梁宇佳“探究斜面的机械效率与倾斜程度关系”的实验装置,他在实验时用弹簧测力计拉着重为6N的木块分别沿倾斜程度不同的同一斜面匀速向上运动,实验数据记录如下表。
实验
次数
斜面倾
斜程度
斜面高
h/m
斜面长
s/m
沿斜面拉
力F/N
机械效
率η
1
较缓
0.1
0.5
2
60%
2
较陡
0.2
0.5
3
★
(1)在第2次实验中拉力所做的额外功是 J,机械效率是 。
(2)梁宇佳完成两次实验后,得出的结论是:
光滑程度一样的斜
面,其倾斜程度越大,机械效率越高。
你觉得他的结论 (选填“可靠”或“不可靠”),理由是 。
(3)斜面
在生产、生活中随处可见。
在盘山公路、镊子、螺丝钉、汽车方向盘中,应用了斜面的是 、 。
(4)本实验中,若保持斜面的高度和倾斜程度一定,则影响该斜面机械效率的因素中,你认为有:
__________
_____________________(写出一条即可)。
(5)若使用同一斜面,将所拉重物的质量增大,则斜面的机械效率会__________(填“变高”、“变低”或“不变”)。
9、下图11是陈相宇同学探究斜面机械效
率跟什么因素有关的实验装置.
实验时他用弹簧测力计拉着同一物块沿粗糙程度相同的斜面向上做匀速直线运动.实验的部分数据如下:
实验
次数
斜面的
倾斜程度
物块
重量
G/N
斜面高度
h/m
沿斜面
拉力
F/N
斜面长
s/m
机械
效率
1
较缓
10
0.1
5.0
1
2
较陡
10
0.3
6.7
1
45%
3
最陡
10
0.5
8.4
1
60%
(1)陈相宇探究的是斜面的机械效率跟 的关系.在第1次实验中,斜面的机械效率为 .
(2)分析表格中数据可以得出结论:
在斜面粗糙程度相同时,斜面越陡,机械效率越 ;还可以得出的结论是,斜面越缓,越 .
(3)马敬跃猜想斜面的机械效率还可能跟斜面的粗糙程度和物重有关,若要研究机械效率与物重的关系,应保持 和 不变.
10、用如图33所示的实验装置测量杠杆的机械效率.实验时,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升.
(1)实验中,将杠杆拉至图中虚线位置,测力计的示数F为 N,钩码总重G为1.0N,钩码上升高度h为0.1m,测力计移动距离s为0.3m,则杠杆的机械效率为 %.请写出使用该杠杆做额外功的一个原因:
.
(2)为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关,一位同学用该实验装置,先后将钩码挂在A、B两点,测量并计算得到下表所示的两组数据:
次数
钩码悬挂点
钩码总重G/N
钩码移动距离h/m
拉力F/N
测力计移动距离s/m
机械效率η/%
1
A点
1.5
0.10
0.7
0.30
71.4
2
B点
2.0
0.15
1.2
0.30
83.3
根据表中数据,能否得出“杠杆的机械效率与所挂钩码的重有关,
钩码越重其效率越高”的结论?
答:
;
请简要说明两条理由:
① ;② .
11、用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率。
实验时,向上拉动弹簧测力计,使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升。
实验中,将杠杆从实验位置匀速拉至图中虚线位置,测力计的示数如图为 N,测力计移动距离为0.3m,钩码总量为1.0N,钩码上升高度为0.1m,则杠杆的机械效率为 %。
请写出使用该杠杆
做额外功的一个主要原因:
12、在探究弹性势能的大小跟哪些因素有关时,周雷提出了如下猜想:
猜想一:
弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关;
猜想二:
弹性势能的大小是弹簧的材料有关.
为此,周雷选用材料不同的两根弹簧A和B(长度和粗细相同),小球、木块和长刻度尺各一,设计了如图所示的实验装置进行探究.实验中,木块起始位置相同.最后得出以下实验记录表.
实验次数
使用的弹簧
被压缩后弹簧的长度/cm
木块移动的距离
①
弹簧A
5
S1
②
弹簧A
8
S2
③
弹簧B
5
S3
④
弹簧B
8
S4
(1)由于弹性势能的大小不便用仪器测量,本实验把弹性势能的大小转换为测量木块移动的距离,这种研究方法叫转换法.下列实验中用到此方法的是 ___ (填序号).
①探究“杠杆的平衡条件”②探究“温度的测量中用液面的升降表示物体的冷热程度”
(2)请将探究猜想一的方案补充完整.
①将弹簧A、小球、木块按如图安装好;
②压缩弹簧,使其长度为5cm.放手后,小球被弹出,推动木块移动了一段距离S1;
③压缩弹簧,使其长度为___ cm.放手后,小球被弹出,推动木块移动 ___ .
④比较分析实验数据___ 和,得出结论.
(3)弹簧将小球弹开的过程中,是弹簧的弹性势能转化成小球的___ 能.
(4)为了探究猜想二,可选用试验次数②和___ 的数据进行比较分析,若___ ,说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关.
13、郑晓宇为了探究动能的大小与哪些因索有关,他设计了如图16甲、乙、丙所示的实验,让质量相同的两个小球沿同一光滑斜面分别从A处和B处开始向下运动,然后与放在水平面上的纸盒相碰,纸盒在水平面上移动一段距离后静止,如图16甲和乙所示。
分别让不同质量的两个小球沿同一光滑斜面从B处开始向下运动,然后与放在水平面上的纸盒相碰,纸盒在水平面上移动一段距离后静止,如图16乙和丙所示。
上述实验中:
(1)通过观察 来比较小球的动能大小,因此,从 处滚下的
小球到达平面上动能较大。
(2)要探究动能与物体运动速度的关系应选用 图,选择的理由是 。
(3)乙和丙图中让不同质量的两个小球从同一高度滚下的目的是
(4)上述实验可以得出的结论是
(5)这个实验中,利用木块被碰撞后移动的_____ 来比较物体的动能大小。
下列实例中与此实验方法相同的有 ________ 。
(填编号)
①认识电流大小时,用水流进行类比
②用红墨水在水中的扩散现象来认识分子是运动的
③用酚酞试液滴入溶液变红色来判断溶液呈碱性
(6)在探究动能与速度的关系时,应保持小球的 不变,让小球从 (选填“相同”或“不同”)的高度滚下,以不同的速度推动木块移动,该实验得出的结论是 .
(7)为探究动能与物体质量的关系,要选择两个质量 (选填“相同”或“不同
的小球,并让它们分别从同
一斜面的 (选填“相同”或“不同”)高度滚下.该实验得出的结论是 .
(8)若水平面绝对光滑,本实验___ _(选填“能”或“不能”)达到探究目的,原因是:
。
14、如图是探究“物体的动能的大小与什么因素有关?
”的实验示意图.
(1)该实验要探究的是物体的动能的大小与物体 的关系.
(2)该实验中物体的动能是指物体 (选填“A”或“B”)的动能,该动能是由______能转化而来的.
(3)该实验中物体动能的大小是通过 _ 来反映的,此处应用的科学方法是 _______.
(4)该实验中物体的速度是指物体A从斜面上静止滚下与物体B碰撞时 (选填“碰前A”、“碰后A”、“碰前B”或“碰后B”)的速度,它是通过 (选填“高度”或“质量”)来改变的.
(5)若在实验中,物体B碰后滑出木板,在不改变原有器材的情况下,如何保证碰后物体B能始终在木板上滑行?
方法是____________.
(6)若水平面绝对光滑,本实验_________(选填“能”或“不能”)达到探究目的.
15、在观察如图所示小球摆动时动能和势能转化的实验中,邸伟发现小球每摆一个
来回的时间似乎都相同。
于是他产生了猜想,小球来回摆动一次所用的时间t:
①可能跟小球质量m有关;
②可能跟绳子长度l有关;
序号
瓶质量m/g
移开距离s/格
悬线长度l/格
来回时间t/s
1
20
3
12
2.1
2
40
3
12
2.1
3
60
3
12
2.1
4
60
2
12
2.1
5
60
1
12
2.1
6
60
3
9
1.9
7
60
3
6
1.5
③可能跟小球移开的距离s有关;
为验证自己的猜想,他在竖直的木板上画出方格,用瓶子代替小球,并在瓶内装大米以改变质量,则:
(1)除图中所示的器材外还需要 、 ;
(2)在测出不同条件下,瓶子来回摆动一次所用的时间t后,得到表中的数据。
则:
为了研究t与l关系,应选择序号为 的数据进行分析;
(3)通过分析表中的数据可以得出初步的结论:
t与 无关,与 有关(填写字母)。
(4)实验中发现,瓶子摆动一次所用的时间很难测准,请你帮他想一个更准确的测量方法:
。
参考答案
一、计算题
1、
二、实验,探究题
2、
(1)74.1%
(2)动滑轮有重力
(3)绳与滑轮间摩擦不同 省力 (4)变大
3、
(1)17 80% 物体上升的高度
(2)改变拉力的方向 相同 有用功相同,额外功相同
4、
(1)动滑轮重量;提升重物的重量;滑轮与绳之间的摩擦力(三个答出一个即可)
(2)D (3)去在滑轮与绳之间涂上润滑油;使用轻质高强度的动滑轮
5、
(1)17 80% 物体上升的高度
(2)改变拉力的方向 相同 有用功相同,额外功相同
6、 次数
项目 钩码重/N 钩码上升高度/m 绳端拉力/N 绳端上移的距离/m机械效率
1 4 0.1 1.8 0.3 74%
2 6 0.1 2.4 0.3 83%
3 8 0.1 3 0.3 88.9%
(1)将表中数据补充完整。
(2)请在方框中画出进行第一次实验的装置图(每个钩码重2N).
(3) 物重 。
7、
(1)竖直 匀速 2.4 75%
(2)不变 刻度尺
8、
(1)图略(n=3)
(2)相同;大;大 (3)C
9、
(1)① 2.5 N;② 80% ;③ 物体上升的高度 。
(2)① 拉力的方向 ;② 相同 , G物和G动相同 。
10、
(1)绕线图略 62.5 2.0
(2)变大 (3)匀速
11、
12、22.
(1)17 80% 物体上升高度h
(2)力的方向 相同 有用功额外功均相同
13、
(1)3
(2)0.3 83.3% 增大 (3)物体上升的高度
14、
(4)1 2 (5)动滑轮的重力不同
15、
(1)如下图
(2) 相同 变大 变大
(3) C
(4) 不能
16、
(2)竖直匀速 弹簧测力计示数 物体上升的高度 弹簧测力计移动的距离
(3)66.7%
(4)没有考虑到滑轮及绳子所受的重力 没有考虑到绳子与滑轮之间的摩擦力
17、
(1)④;原因:
滑轮转动时,滑轮与轴之间以及绳与滑轮之间存在摩擦,与静止状态弹簧测力计的示数不同;改进:
物体匀速上升时读弹簧测力计的示数;
(2)有用功大于总功
(3)测力计的示数读错了,应改为O.8N
18、
(1)在实验过程中,应沿斜面向上拉动木块,使其做 匀速直线 运动。
(2)请将上表中空格补充完整.①
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